KR20070092520A - Fuer injection timing control method and system - Google Patents

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Abstract

A method and a system for controlling fuel injection timing of a diesel engine are provided to prevent the decrease of an engine torque generated by a turbo charge lag by calculating a compensation value for fuel injection timing. A system for controlling a fuel injection timing of a diesel engine includes an engine rpm sensor(120), a throttle position sensor(110), a fuel injector(140), a control unit(100), and a high pass valve(130). The control unit controls the fuel injection timing of the fuel injector on the basis of the engine rpm and the throttle position value. A signal according to the throttle position value is output from the control unit by the high pass filter. A signal value above a predetermined frequency is output to the control unit again by the high pass filter.

Description

디젤 엔진의 연료분사시기 제어방법 및 시스템{Fuer injection timing control method and system}Fuel injection timing control method and system for diesel engine

도 1은 종래기술에 따른 연료분사시기 제어방법을 도시한 순서도,1 is a flow chart showing a fuel injection timing control method according to the prior art,

도 2는 본 발명에 의한 연료분사시기 제어시스템을 도시한 블록도,2 is a block diagram showing a fuel injection timing control system according to the present invention;

도 3은 본 발명에 의한 연료분사시기 제어방법을 도시한 순서도.3 is a flow chart showing a fuel injection timing control method according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

100 : 제어부 110 : 페달 개도값 센서100: control unit 110: pedal opening value sensor

120 : 엔진 회전수 센서 130 : 하이패스필터120: engine speed sensor 130: high pass filter

140 : 연료 인젝터140: fuel injector

본 발명은 디젤 엔진이 장착된 차량의 연료분사시기 제어방법 및 시스템에 관한 것으로써, 특히 차량에 터보 차져 래그에 의해 발생하는 엔진 토크 저하와 연 비 저하를 방지하기 위하여 페달 개도값의 변화율에 따른 연료분사시기 보정값을 산출하고, 이를 이용하여 최종 연료분사시기를 결정하는 연료분사시기 제어방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and a system for controlling fuel injection timing of a vehicle equipped with a diesel engine, and in particular, according to a change rate of a pedal opening value in order to prevent a decrease in engine torque and fuel efficiency caused by a turbocharger lag in a vehicle. A fuel injection timing control method and system for calculating a fuel injection timing correction value and determining a final fuel injection timing using the same.

일반적으로 디젤 엔진은 배기가스를 저감하기 위한 목적으로 터보 인터쿨러(Turbo intercooler)방식의 흡기 시스템을 구비한다. In general, a diesel engine includes a turbo intercooler intake system for reducing exhaust gas.

이에 따라, 디젤 엔진은 배기가스의 에너지를 이용하여 흡입공기를 압축하는 터보 챠저(Turbo-charger)와, 터보 챠저에 의해 압축된 흡입공기를 냉각하기 위한 인터쿨러(intercooler)를 포함한다. Accordingly, the diesel engine includes a turbocharger for compressing intake air by using energy of exhaust gas, and an intercooler for cooling the intake air compressed by the turbocharger.

이러한, 디젤 엔진은 압축된 공기가 연소실로 공급되므로 보다 많은 산소가 연소실로 공급된다. 따라서, 연소특성이 개선되고, 실린더로 공기가 흡입될 시에 발생하는 펌핑 손실(pumping lose)이 저감되어 연비도 개선된다. In such a diesel engine, since compressed air is supplied to the combustion chamber, more oxygen is supplied to the combustion chamber. Therefore, combustion characteristics are improved, and pumping losses generated when air is sucked into the cylinder are reduced, thereby improving fuel economy.

또한, 디젤 엔진에서는 부스트 압력(Boost pressure)에 따라 연료분사가 제어된다. 부스트 압력은 터보 차져 하측의 공기 흡입 파이프내의 흡입공기의 압력을 의미한다. In addition, in a diesel engine, fuel injection is controlled according to boost pressure. Boost pressure means the pressure of intake air in the air intake pipe below the turbocharger.

이러한, 디젤 엔진이 장착된 차량을 운전하는 운전자가 차량의 가속을 위해 가속페달을 급격하게 조작하는 경우, 이에 상응하도록 디젤 엔진이 구동되기 위한 요구 연료량이 증가되나, 실제 공급되는 연료량은 요구 연료량을 만족시키지 못한다. When a driver driving a vehicle equipped with a diesel engine sharply manipulates the accelerator pedal to accelerate the vehicle, the amount of fuel required for driving the diesel engine is increased accordingly, but the amount of fuel actually supplied is required. Not satisfied

이에 따라, 터보 챠저의 회전수의 증가가 지연되어, 부스트 압력이 요구 연료량에 해당하는 값까지 상승하는 시간이 지연되는 터보 차져 래그(Turbo-charger lag)현상이 발생한다. As a result, an increase in the number of revolutions of the turbocharger is delayed, and a turbocharger lag phenomenon occurs in which a time for increasing the boost pressure to a value corresponding to the required fuel amount is delayed.

이러한, 터보 차져 래그는 결국 엔진의 토크(Torque)를 저하시키고, 차량의 연비를 저하시키고, 매연 발생시키는 문제점이 있다. Such a turbocharger lag eventually has a problem of lowering the torque of the engine, lowering the fuel efficiency of the vehicle, and generating soot.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래의 기술에 따르면, 현재의 부스트 압력을 측정하고, 측정한 부스트 압력을 이용하여 연료의 분사시기를 보정한 후에, 연료의 최종분사시기를 결정한다.In order to solve this problem, according to the related art, after measuring the current boost pressure and correcting the injection timing of the fuel using the measured boost pressure, the final injection timing of the fuel is determined.

도 1은 종래의 연료 분사시기 제어방법을 순서대로 나타내는 도이다.1 is a view showing a conventional fuel injection timing control method in order.

도 1을 참조하면, 차량의 현재 엔진 회전수와 연료 분사량을 검출하는 단계(S10)와, 현재의 엔진 회전수와 연료 분사량을 기초로 정상상태 부스트 압력값을(Steady-state boost pressure)을 산출하는 단계(S20)와, 정상상태 부스트 압력값과 현재 부스트 압력값을 비교하여 연료분사시기 보정값을 산출하는 단계(S30)와, 연료분사시기 보정값을 이용하여 최종 연료분사시기를 산출하는 단계(S40)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a step (S10) of detecting a current engine speed and a fuel injection amount of a vehicle is calculated and a steady-state boost pressure is calculated based on the current engine speed and a fuel injection amount. (S30), comparing the steady state boost pressure value with the current boost pressure value to calculate the fuel injection timing correction value (S30), and calculating the final fuel injection timing using the fuel injection timing correction value. (S40).

먼저, 현재의 엔진 작동 조건인 엔진 회전수와 연료 분사량을 검출하고(S10), 이에 기초하여 최초 연료 분사시기를 결정한다. First, the engine speed and the fuel injection amount which are the current engine operating conditions are detected (S10), and the initial fuel injection timing is determined based on this.

그리고 나서, 현재의 엔진 회전수와 연료 분사량에 기초하여 정상상태 부스트 압력을 산출한다(S20). 정상상태 부스트 압력은 특정한 엔진이 특정 엔진 회전수 및 특정 연료 분사량에 구동되는 경우에 부스트 압력이 변동되는 과동상태가 종료된 상테에서의 부스트 압력을 의미한다. 또한, 정상상태 부스트 압력은 기설정된 정상상태 부스트 압력 테이블로부터 산출되는 것이 바람직하다.Then, the steady state boost pressure is calculated based on the current engine speed and the fuel injection amount (S20). Steady state boost pressure refers to the boost pressure at the end of an overdrive condition in which the boost pressure fluctuates when a particular engine is driven at a specific engine speed and a specific fuel injection amount. Also, the steady state boost pressure is preferably calculated from a preset steady state boost pressure table.

다음으로, 산출된 정상상태 부스트 압력값과 현재의 부스트 압력값을 비교한 다음, 이를 기초하여 기설정된 연료분사시기 보정 테이블로부터 연료분사시기 보정값을 산출한다(S30).Next, the calculated steady state boost pressure value is compared with the current boost pressure value, and then the fuel injection timing correction value is calculated from the preset fuel injection timing correction table based on this.

그리고 나서, 산출된 연료분사시기 보정값을 이용하여 최초 연료 분사시기를 보정하여 최종 연료 분사시기를 산출한다(S40).Then, the initial fuel injection timing is corrected by using the calculated fuel injection timing correction value (S40).

이와 같은, 종래의 연료분사시기 제어방법은 기 설정된 테이블에 의해 산출되는 정상상태 부스트 압력은 엔진간 편차가 크고, 차량의 흡배기조건, 대기 조건에 따라서 차이가 심하게 나타나 실제로 적절한 연료 분사시기가 결정되지 못하는 문제점이 있다. In the conventional fuel injection timing control method, the steady state boost pressure calculated by the preset table has a large variation between engines, and the difference is severe depending on the intake and exhaust conditions and atmospheric conditions of the vehicle. There is a problem.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 운전자의 의지가 직접적으로 반영되는 페달의 개도 변화율에 따른 연료분사시기 보정값을 산출하고, 이를 이용하여 최종 연료분사시기를 산출하는 제어방법 및 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, calculates the fuel injection timing correction value according to the change rate of the opening degree of the pedal directly reflected by the driver's will, and calculates the final fuel injection timing using the same The purpose is to provide a control method and system.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 연료분사시기 제어방법은 현재의 엔진 작동 조건을 기초로 엔진 회전수와 페달 개도값을 검출하는 단계와 상기 페달 개도값에 따른 연료 분사량을 산출하는 단계와 상기 연료 분사량에 해당하는 신호를 하이 패스 필터로 통과시키는 단계와 상기 하이 패스 필터를 통과한 신호에 기초하여 연료 분사시기 보정값을 산출하는 단계와 상기 산출된 연료 분사시기 보정값을 이용하여 최종 연료 분사시기를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The fuel injection timing control method according to the present invention for solving the above problems comprises the steps of detecting the engine speed and the pedal opening value based on the current engine operating conditions and calculating the fuel injection amount according to the pedal opening value; Passing a signal corresponding to the fuel injection amount through a high pass filter, calculating a fuel injection timing correction value based on the signal passing through the high pass filter, and using the calculated fuel injection timing correction value, the final fuel Comprising a step of calculating the injection timing.

여기서, 상기 패달 개도값에 따른 연료 분사량을 산출하는 단계는, 상기 검출된 페달 개도값의 변화율을 산출하는 단계와 적어도 하나 이상의 파라미터를 기초로 상기 페달 개도값의 변화율에 따른 연료 분사량을 산출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. The calculating of the fuel injection amount according to the pedal opening value may include calculating a change rate of the detected pedal opening value and calculating a fuel injection amount according to a change rate of the pedal opening value based on at least one parameter. It is preferable to include.

본 발명에 따른 디젤 엔진의 연료분사시기 제어시스템은, 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 회전수센서와 페달의 개도값을 검출하는 페달 개도값 센서와 연료를 분사할 수 있도록 구성되는 연료 인젝터와 상기 엔진 회전수와 페달 개도값을 기초로 상기 연료 인젝터의 연료 분사시기를 제어하는 제어부와 상기 제어부로부터 페달 개도값에 따른 신호를 출력받아 소정 주파수 이상의 신호값을 다시 제어부로 출력하는 하이패스필터를 포함하는 것을 특징으로 한다. The fuel injection timing control system for a diesel engine according to the present invention includes an engine speed sensor for detecting an engine speed, a pedal opening value sensor for detecting an opening value of a pedal, and a fuel injector configured to inject fuel. A control unit for controlling fuel injection timing of the fuel injector based on an engine speed and a pedal opening value, and a high pass filter receiving a signal according to a pedal opening value from the control unit and outputting a signal value of a predetermined frequency or more to the control unit; Characterized in that.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 연료분사시기 제어시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of the fuel injection timing control system of the present invention.

도 2를 참조하면, 연료 인젝터(140)와, 연료 인젝터(140)의 연료 분사시기를 제어하는 제어부(100)를 포함한다. Referring to FIG. 2, a fuel injector 140 and a controller 100 for controlling a fuel injection timing of the fuel injector 140 are included.

연료 인젝터(140)는 도시되지 않은 연소실로 연료를 분사하는 장치이며, 제 어부(100)의 제어신호에 의해 그 연료 분사량 및 연료 분사시기가 제어된다. The fuel injector 140 is a device for injecting fuel into a combustion chamber (not shown), and the fuel injection amount and the fuel injection timing are controlled by the control signal of the control unit 100.

또한, 엔진 회전수를 검출하고 해당하는 엔진 회전수 신호를 제어부(100)로 출력하는 엔진 회전수 센서(120)와, 페달 개도값을 검출하고 해당하는 페달 개도값에 해당하는 신호를 제어부(100)로 출력하는 페달 개도값 센서를 포함한다. In addition, the engine speed sensor 120 detects the engine speed and outputs a corresponding engine speed signal to the controller 100, and detects the pedal opening value and outputs a signal corresponding to the corresponding pedal opening value. It includes a pedal opening value sensor that outputs to).

또한, 제어부(100)로부터 출력되는 페달 개도값에 따른 연료 분사량에 해당하는 신호를 받아, 소정의 낮은 주파수를 차단하는 하이 패스 필터(H/f, High pass filter)를 포함한다. In addition, the controller 100 includes a high pass filter (H / f, High pass filter) for receiving a signal corresponding to the fuel injection amount according to the pedal opening value output from the control unit 100 to block a predetermined low frequency.

제어부(100)는 하나 이상의 엔진 작동 조건에 기초하여 최초 연료분사시기를 결정하고, 하이 패스 필터에 통과된 페달 개도값에 따른 연료 분사량을 기초로 연료분사시기를 보정값을 산출하여 최종 연료분사시기를 결정한다. The control unit 100 determines the initial fuel injection timing based on one or more engine operating conditions, and calculates a fuel injection timing correction value based on the fuel injection amount according to the pedal opening value passed through the high pass filter. Determine.

도 3은 본 발명의 연료분사시기 제어방법을 나타내는 순서도이다. 3 is a flow chart showing a fuel injection timing control method of the present invention.

도 3을 참조하면, 페달 개도값과 엔진 회전수를 검출하는 단계(S200)와, 페달 개도값에 기초하여 연료 분사량을 산출하는 단계(S210)와, 연료 분사량에 해당하는 신호를 하이 패스 필터에 통과시키는 단계(S220)와, 하이 패스 필터를 통과한 고주파수에 기초하여 연료분사시기 보정값을 산출하는 단계(S230)와, 연료분사시기 보정값을 이용하여 최종 연료분사시기를 산출하는 단계(S240)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a step of detecting a pedal opening value and an engine speed (S200), a step of calculating a fuel injection amount based on the pedal opening value (S210), and a signal corresponding to the fuel injection amount to a high pass filter. Passing (S220), calculating the fuel injection timing correction value based on the high frequency passed through the high pass filter (S230), and calculating the final fuel injection timing using the fuel injection timing correction value (S240). ).

먼저, 제어부(100)는 페달 개도값 센서(110)에 의해서 검출된 페달 개도값과 엔진 회전수 센서에(120)에 의해서 검출된 엔진 회전수에 기초하여 최초 연료분사시기를 결정한다.First, the control unit 100 determines the initial fuel injection time based on the pedal opening value detected by the pedal opening value sensor 110 and the engine speed detected by the engine speed sensor 120.

예를 들어, 제어부(100)는 페달 개도값과 엔진 회전수에 따라 맵핑(mapping) 된 최초 연료분사시기 값을 가지는 연료분사시기 테이블(fuel injection timing table)로부터 특정 페달 개도값과 특정 엔진 회전수에서의 최초 연료분사시기를 결정할수 있다. 이러한 연료분사시기 테이블은 실험을 통해서 얻어질 수 있다. For example, the controller 100 may determine a specific pedal opening value and a specific engine speed from a fuel injection timing table having an initial fuel injection timing value mapped according to the pedal opening value and the engine speed. It is possible to determine the timing of the first fuel injection at. This fuel injection timing table can be obtained through experiments.

다음으로, 제어부(100)는 엔진 회전수와 페달 개도값에 기초하여 연료 분사량을 산출한다(S210). 연료 분사량은 특정 엔진 회전수와 페달 개도값을 기초로 기설정된 연료 분사량 테이블로부터 산출되는 것이 바람직하고, 연료 분사량 테이블은 엔진 회전수들과 페달 개도값들에 따라 맵핑된 연료 분사량들을 포함한다. Next, the control unit 100 calculates the fuel injection amount based on the engine speed and the pedal opening value (S210). The fuel injection amount is preferably calculated from a predetermined fuel injection amount table based on the specific engine speed and the pedal opening value, and the fuel injection amount table includes fuel injection amounts mapped according to the engine speeds and the pedal opening values.

그리고 나서, 제어부는 산출된 연료 분사량에 해당하는 신호를 하이 패스 필터로 출력하여, 기 설정된 값 이하의 주파수를 차단한다(S220). 여기서, 기 설정된 값은 실험을 통하여 얻어질 수 있고, 페달의 개도값의 변화율이 급가속 조건일 때의 연료 분사량에 해당하는 신호값과 실질적으로 동일하게 설정되는 것이 바람직하다. Then, the control unit outputs a signal corresponding to the calculated fuel injection amount to the high pass filter, and cuts a frequency below a predetermined value (S220). Here, the predetermined value may be obtained through an experiment, and it is preferable that the rate of change of the opening value of the pedal is set to be substantially the same as the signal value corresponding to the fuel injection amount under the rapid acceleration condition.

그리고 나서, 제어부(100)는 하이 패스 필터에 통과된 연료 분사량에 해당하는 신호(고주파수)에 기초하여 연료 분사시기 보정값을 산출한다(S230). 연료 분사시기 보정값은 페달 개도값에 기초하여 산출된 연료 분사량에 따라 설정된 연료 분사시기 보정값을 가지는 테이블로부터 산출될 수 있다. Then, the controller 100 calculates the fuel injection timing correction value based on the signal (high frequency) corresponding to the fuel injection amount passed through the high pass filter (S230). The fuel injection timing correction value may be calculated from a table having a fuel injection timing correction value set according to the fuel injection amount calculated based on the pedal opening value.

그리고 나서, 제어부(100)는 연료 분사시기 보정값을 이용하여 최초 연료 분사시기를 보정하여 최종 연료 분사시기를 산출한다(S240).Then, the control unit 100 calculates the final fuel injection timing by correcting the initial fuel injection timing using the fuel injection timing correction value (S240).

예를 들어, 최종 연료 분사시기는 최초 연료 분사시기와 연료 분사시기 보정값의 합으로 산출될 수 있다. For example, the final fuel injection timing may be calculated as the sum of the initial fuel injection timing and the fuel injection timing correction value.

이상과 같이 본 발명에 의한 연료분사시기 제어방법 및 시스템을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다. Although the fuel injection timing control method and system according to the present invention have been described above with reference to the illustrated drawings, the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, and is applied within the scope of the technical idea. Can be.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 연료분사시기 제어방법 및 시스템은 페달 개도값에 따른 연료 분사량에 기초하여 연료 분사시기를 보정함으로써, 디젤 엔진에서의 급가속조건시에 발생하는 연비저하, 엔진 토크 저하등의 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다. Fuel injection timing control method and system according to the present invention is configured as described above by correcting the fuel injection timing based on the fuel injection amount according to the pedal opening value, fuel economy reduction, engine torque generated during rapid acceleration conditions in the diesel engine There is an effect that can prevent problems such as degradation.

Claims (3)

현재의 엔진 작동 조건을 기초로 엔진 회전수와 페달 개도값을 검출하는 단계와;Detecting an engine speed and a pedal opening value based on a current engine operating condition; 상기 페달 개도값에 기초하여 연료 분사량을 산출하는 단계와;Calculating a fuel injection amount based on the pedal opening value; 상기 연료 분사량에 해당하는 신호를 하이 패스 필터로 통과시키는 단계와;Passing a signal corresponding to the fuel injection amount through a high pass filter; 상기 하이 패스 필터를 통과한 신호에 기초하여 연료 분사시기 보정값을 산출하는 단계와;Calculating a fuel injection timing correction value based on the signal passing through the high pass filter; 상기 산출된 연료 분사시기 보정값을 이용하여 최종 연료 분사시기를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어방법.And calculating a final fuel injection timing by using the calculated fuel injection timing correction value. 청구항 1 에 있어서, The method according to claim 1, 상기 패달 개도값에 따른 연료 분사량을 산출하는 단계는Calculating the fuel injection amount according to the pedal opening value 상기 검출된 페달 개도값의 변화율을 산출하는 단계와,Calculating a rate of change of the detected pedal opening value; 적어도 하나 이상의 파라미터를 기초로 상기 페달 개도값의 변화율에 따른 연료 분사량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어방법.And calculating a fuel injection amount according to a rate of change of the pedal opening value based on at least one parameter. 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 회전수센서와,An engine speed sensor for detecting engine speed; 페달의 개도값을 검출하는 페달 개도값 센서와,A pedal opening value sensor for detecting a pedal opening value, 연료를 분사할 수 있도록 구성되는 연료 인젝터와,A fuel injector configured to inject fuel, 상기 엔진 회전수와 페달 개도값을 기초로 상기 연료 인젝터의 연료 분사시기를 제어하는 제어부와,A control unit controlling a fuel injection timing of the fuel injector based on the engine speed and a pedal opening value; 상기 제어부로부터 페달 개도값에 따른 신호를 출력받아 소정 주파수 이상의 신호값을 다시 제어부로 출력하는 하이패스필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료분사시기 제어장치. And a high pass filter for receiving a signal according to a pedal opening value from the controller and outputting a signal value of a predetermined frequency or more to the controller.
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